Negentropie (neboli negativní entropie) je koncept, který reprezentuje odchylku od normality. V akademické literatuře z oboru fyziky se začal objevovat počátkem 40. let 20. století. Poprvé byl pravděpodobně zmíněn v práci Erwina Schrödingera, What is life? z roku 1944. V roce 1974 Albert Szent-Györgyi navrh náhradní termín syntropie. Také se podobá konceptu syntropie z práce Luigiho Fantappie, kde se snažil vytvořit unifikovaný model biologie a fyziky. Koncept syntropie byl dále popularizován se také někdy používá jako obecné označení něčeho, co je celistvé (jakožto opak rozpadu pocházející z entropie).
Informační teorie a statistika Gaussova distribuce reprezentuje nejvyšší možnou vzdálenost od normality, což znamená, že toto rozdělení má nejvyšší možnou míru entropie. Hodnota negentropie v tomto oboru reprezentuje rozdíl mezi distribucí daných dat a Gaussovém rozdělení se stejným průměrem a variancí. Tato hodnota tedy nemůže být negativní a přestane existovat pouze v případě, že distribuce daného datasetu přímo sedího Gaussové distribuci.
Negentropii je také možné definovat následujícím způsobem:
kde reprezentuje diferenciální entropii normálního rozdělení , se stejným průměrem a rozptyl jako , a kde reprezentuje diferenciální entropii , s sloužící jako funkce hustoty pravděpodobnosti, definována zde:
Tento koncept v oboru statistiky souvisí s entropií dané informační sítě a s analýzou nezávislých komponent. Koncept informační entropie, neboli míry nejasnosti informací, je jeden ze základních konceptů informační teorie.
Koncepty z fyziky V rámci Gibbsovo volné energie existuje koncept kapacity pro entropii. Tento koncept vytvořil Josiah Wilard Gibbs v roce 1873. Reprezentuje množství entropie kterou lze zvýšit bez změny vnitřní energie nebo zvětšení jejího objemu. Je tedy možné konstatovat, že u této veličiny jde o rozdílu mezi maximálně možnou entropií (za předpokládaných podmínek) a její skutečnou entropií, což znamená, že přesně odpovídá definici negentropie přijaté ve statistice a teorii informace.
F. Massieu v roce 1869 vypracoval podobný koncept pro účel vysvětlení izotermického procesu a M. Planck obdobně pracoval na pojetí izotermického-izobarického procesu. Výsledný koncept Massieu-Planckového termodynamického potenciálu (jinými slovy, volná entropie) hraje velkou roli v statistické mechanice, která se využívá například v molekulární biologii nebo studii termodynamicky nerovnovážných procesů.Massieu, M. F. (1869a). Sur les fonctions caractéristiques des divers fluides. C. R. Acad. Sci. LXIX:858–862.Massieu, M. F. (1869b). Addition au precedent memoire sur les fonctions caractéristiques. C. R. Acad. Sci. LXIX:1057–1061.Massieu, M. F. (1869), Compt. Rend. 69 (858): 1057.
Brillouinův negentropický princip informace Léon Brillouin odvodil v roce 1953 rovnici tvrdící, že změna hodnoty jednoho bitu informace vyžaduje určité množství () energie. Leó Szilárdův koncept idealistického motoru vynaloží stejnou energii.Leon Brillouin, Science and Information theory, Dover, 1956 Pomocí tohoto konceptu došel k závěru, že si změna jedné bitové hodnoty (např. odpověď na otázku ano/ne, vymazání informací apod.) vyžádá stejné množství energie.
Odkazy
Reference
Související články Informační entropie termodynamická entropie
Kategorie:Teorie informace